曲天伟 邢传军 安波 杨泽雪 吴长伟
摘 要：本文介绍了以学生为中心的教学方法研究与实践的过程，阐述了专业方向课与专业方向实习和专业学科竞赛联合构建的“421”系统化教学模式，最后介绍了以学生为中心的教学改革实践取得的效果。
关键词：学生发展为中心 以学生学习为中心 以学习效果为中心 系统化教学模式
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章編号：1674-098X（2019）11（c）-0229-02
嵌入式方向为计算机科学与技术专业的专业方向之一，本文在阐述以学生为中心的课程教学改革情况时以《微处理器体系结构与编程》为例，该课程是嵌入式方向的专业基础课。本课程的教学改革是依据工程教育认证标准[1]和《教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》[2]进行的。从课程设计到教学活动设计、考核设计都以学生为中心做了相应的改革，达到了让学生忙起来，让教学活动活起来，让考核严起来的良好效果。
1 以SC课程改革科学原理3650框架中的“三个中心”为理念进行反向课程设计
依据专业培养方案中课程对学生毕业要求的支撑，课程团队经讨论决定以SC课程改革科学原理3650框架[3]中的“三个中心”即“以学生发展为中心”、“以学生学习为中心”，“以学习效果为中心”为设计理念进行课程规划设计。在“三个中心”的原则下进行课程设计过程如下。
课程教学目标规划时，以“学生发展为中心”进行反向设计。具体流程如下。
（1）根据毕业5年后学生的发展目标，来确定专业培养目标[4]。
（2）由专业培养目标来确定学生应具有的能力。
（3）根据学生应具有的能力来确定毕业要求。
（4）由毕业要求来确定课程体系及课程对毕业要求的支撑。
（5）根据本课程对毕业要求的支撑来设计课程的教学目标。
课程内容设计时，以“学生学习”为中心，进行反向设计。课程内容的设计既要满足模块间的独立性，又要有模块间的关联性，便于学生循序渐进地理解学习。设计的具体流程如下。
（1）把每个课程目标再细化可以具体操作的子目标。
（2）由各个课程子目标设计对应的课程内容模块。
（3）协调模块间的顺序便于学生循序渐进地学习。
课程实施设计时，以“学习效果”为中心进行反向设计，具体流程如下。
（1）根据每个子目标和其对应的课程模块内容以“学习效果”为中心，结合学生的情况选择适合学生的学法。
（2）根据课程模块内容和学生的学法选择教师的教法。
（3）根据学生的学法选择合适评价方法。
课程评价包括两方面，一是对学生要达到的能力进行评价，二是课程对毕业要求达成情况的评价。课程评价设计时，以“学习效果”为中心进行反向设计，操作的具体流程如下。
（1）先以学生为评价对象来考核每个学生是否达到了课程要求的能力，按照评价指标给出评价结果，根据结果给出学生成绩的评定。
（2）再以课程为评价对象来评价课程对毕业要求支撑的达成情况。根据达成情况确定是否达到预期的效果来确定课程是否达成了目标。
2 教学过程采用“421”模式，进行系统化的教学
教学活动的设计以“学生学习”为中心，结合具体的教学内容和学生的情况进行设计。专业基础课程教学过程采用“421”模式，实现专业课程打基础，专业实习来夯实，学科竞赛来创新，毕业设计来提升的系统化教学模式。
（1）“4”为四种基本的课程教学方式，专业课程教学实施时，根据课程内容和学生情况采用讲授、讨论、实验、自学四者有机结合的方式进行教学。
理论性强的内容适合讲授，为了提高学生听课效果，采用“听课思考，寻找答案”的方式进行，在讲课前给出学生在本节课应该理解掌握的关键问题，让学生带着思考听课，并在听课的过程中找到答案写在听课记录本上。
拓展性强的内容适合讨论，根据讨论的主题，让学生以3～5人为一组，进行讨论，形成讨论结果，通过PPT展示。
操作性强的内容适合采用实验方式教学。根据具体的实验内容把实验分为验证实验、设计综合实验两种类型。验证实验是针对各基础模块部分进行的实验，要求学生按照指导书做完实验后，通过查阅技术手册来自学解决实验思考题。设计和综合实验要求学生3～5人一组，从生产生活实际应用出发模拟设计一款身边的嵌入式产品，要求至少综合用到已经学过的3个基础模块的内容。要求小组成员有合理的分工，提交讨论方案，展示最后的成果。
（2）“2”是两种能力的培养。在专业课学习后，要进行工程实践能力和专业创新能力的培养。具体做法是通过专业方向实习进行工程实践能力的培养，通过学科竞赛进行专业创新能力培养。
工程实践能力的培养是在专业方向课程的基础上进行的实际工程能力训练。为保证专业方向课程教学的延续性，在专业方向实习中，鼓励嵌入式方向的同学选择在嵌入式专业基础课中《设计一款身边的嵌入式产品》的主题讨论中的创意产品来进行具体实现，让学生体会从最初的设计构想到一步步学习实现的真实过程，既锻炼了学生解决实际问题的工程能力，又增强了学生学习和从事专业方向工作的成就感。
专业创新能力的培养是在专业方向课的基础上通过参加学科竞赛来进行培养的。鼓励学生在学习专业课程之余，积极参加嵌入式、物联网等学科竞赛，通过竞赛来加深课程的理解和应用，并在竞赛中锻炼学生的专业创新能力。
（3）“1”是两种能力培养后，再通过毕业设计这一环节将专业综合能力進一步提升。
在专业方向实习中锻炼了工程能力，在学科竞赛中锻炼了创新能力。在这两个过程中，教师通过对实习和竞赛结果的评价，从中筛选出一些有广泛工程实际应用背景和有创新性的竞赛项目，这些项目仍有很大空间进行完善和优化或是进行应用拓展。把这些项目作为学生毕业设计的题目，鼓励学生在毕业设计中继续完善优化，以此进一步提升学生的专业能力。
3 进行学习全程考核，设置考核节点，及时公布成绩、设置成绩预警机制
为了避免“一考定音”的考核方式，采用对学生学习全程进行考核的方式。学习全过程考核，包括每次讲授课，思考题回答记录的考核，每次讨论课讨论结果的考核，每次实验课实验结果的考核，以及课程中和课程末的测试考核。设置考试节点，做到节点有考核，考核有记录。及时公布成绩，为了避免对学习考核反馈的不及时，做到每次节点考核后及时公布成绩。设置考核预警机制，做到考核状况及时提醒，让学生根据考核反馈及时了解自己的成绩状况，及时调整自己的学习状态和学习时间的投入。
4 教学改革取得的效果
近两年来研究团队教师发表教改论文3篇，获批省级教学改革项目2项，获批在线课程建设1项，指导学科竞赛获奖 20余项，指导的毕业设计获得“创新杯”优秀毕业设计2项。以学生为中心的教学方法改革实践达到了让学生忙起来，让教学活动活起来，让管理严起来的良好教学效果，学生学习的积极性、主动性以及学习效果较改革前有很大的提高。
参考文献
[1] https：//www.ccf.org.cn/c/2018-11-05/654410.shtml.
[2] http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201810/t20181017_351887.html.
[3] 赵炬明.聚焦设计：实践与方法（上）——美国“以学生为中心”的本科教学改革研究之三[J].高等工程教育研究，2018（2）：30-44.
[4]http：//www.hljit.edu.cn/Htmlfiles/jsjkxyjsxy/jwgl/jxwj/2018/07/17/75454.html.
